Номер 4, страница 418 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Вопросы. Параграф 74. Проводники в постоянном электрическом поле. Глава 10. Электростатика. Электродинамика - номер 4, страница 418.

Условие.

4. Какой эксперимент доказывает, что весь избыточный заряд проводника распределяется только по его внешней поверхности?

Решение.

Эксперимент, доказывающий, что весь избыточный заряд проводника распределяется только по его внешней поверхности, можно провести с помощью полого проводника, пробного шарика и электроскопа. Сначала полому проводнику, установленному на изолирующей подставке, сообщают электрический заряд. Затем берут маленький проводящий пробный шарик на изолирующей ручке и касаются им внешней поверхности заряженного проводника. Если поднести шарик к электроскопу, его стрелка отклонится, что подтверждает наличие заряда на внешней поверхности. После этого пробный шарик разряжают и касаются им внутренней поверхности того же заряженного проводника. При последующем поднесении шарика к электроскопу его стрелка не покажет отклонения. Это означает, что на внутренней поверхности проводника избыточного заряда нет. Таким образом, эксперимент наглядно демонстрирует, что весь сообщенный проводнику избыточный заряд располагается исключительно на его внешней поверхности. Теоретически это объясняется тем, что в состоянии электростатического равновесия напряженность электрического поля внутри проводника равна нулю ($E=0$), а значит, по теореме Гаусса, внутри любого замкнутого контура, проведенного в толще проводника, суммарный заряд также равен нулю.

Ответ: Эксперимент с полым проводником и пробным шариком (пробным зарядом). Если коснуться пробным шариком сначала внешней, а затем, после разрядки, внутренней поверхности заряженного полого проводника, то только в первом случае электроскоп зафиксирует переход заряда. Это доказывает, что избыточный заряд находится только на внешней поверхности.